एक गाइड करने के लिए पेड़ पेड़

क्या आपने ब्लॉकचेन तकनीक पर चर्चा करते हुए मर्कले के पेड़ों के बारे में सुना है? क्योंकि मर्कल ट्री तकनीक के मूल में है.

तो, वास्तव में यह क्या है?

इस लेख में, हम मर्कले के पेड़ से गहराई से गुजरेंगे और ब्लॉकचेन तकनीक को सफल बनाने में इसकी भूमिका को समझेंगे.

एक प्रकार का वृक्ष


आएँ शुरू करें.

एक मर्कल ट्री क्या है?

मर्कल ट्री एक डेटा संरचना है जिसका उपयोग बड़े कंटेंट पूल में डेटा के सुरक्षित सत्यापन के लिए किया जाता है। यह डेटा को सत्यापित करने के लिए कुशल और सुसंगत भी है.

इथेरियम और बिटकॉइन दोनों ही मर्कल ट्रीज़ का उपयोग करते हैं.

समस्या: केंद्रीकृत नेटवर्क के मूल में, डेटा को एक एकल कॉपी से एक्सेस किया जा सकता है। इसका मतलब है कि उन्हें डेटा स्टोर या एक्सेस करने के लिए बहुत कुछ करने की ज़रूरत नहीं है। हालाँकि, जब यह विकेंद्रीकृत ब्लॉकचेन नेटवर्क की बात आती है, तो चीजें ह्यवायर हो जाती हैं क्योंकि प्रत्येक डेटा को नोड्स के बीच कॉपी किया जाता है। इसलिए, डेटा को कुशलता से एक्सेस करना एक चुनौती है। चुनौती डेटा की एक प्रतिलिपि बनाने और इसे नोड्स के बीच साझा करने की भी है। उसके शीर्ष पर, साझा किए गए डेटा को प्रत्येक प्राप्त नोड के लिए सत्यापित करने की आवश्यकता है.

समाधान: मर्कले ट्री विकेंद्रीकृत ब्लॉकचेन को डेटा साझा करने, उन्हें सत्यापित करने और उन्हें भरोसेमंद बनाने में सक्षम बनाते हैं। यह डेटा को इस तरह से व्यवस्थित करता है कि डेटा को साझा करने और सत्यापित करने के लिए अधिक प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है। यह हैश फ़ंक्शन और क्रिप्टोग्राफी के उपयोग के लिए सुरक्षित लेनदेन धन्यवाद की सुविधा भी देता है.

सातोशी नाकामोतो पहले व्यक्ति थे जिन्होंने बिटकॉइन के माध्यम से ब्लॉकचेन तकनीक में मर्कले के पेड़ को लागू किया। उनके उपयोग ने कंप्यूटर विज्ञान की एक नई शाखा खोली जहाँ केंद्रीकृत प्राधिकरण की कोई आवश्यकता नहीं है। उन्होंने मर्कले के पेड़ों का इस्तेमाल बहुत हद तक किया और फास्ट मैर्कल पेड़ों का इस्तेमाल किया.

हालांकि, अवधारणा पहली बार राल्फ मर्कले द्वारा पेश की गई थी, जिन्होंने 1979 में इसका पेटेंट कराया था। इसका नाम उनके नाम पर रखा गया था.

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क्रिप्टोग्राफिक हैश फंक्शंस

इससे पहले कि हम मर्कल पेड़ों पर चर्चा करें, हमें क्रिप्टोग्राफिक हैश फ़ंक्शन की बेहतर समझ प्राप्त करने की आवश्यकता है.

एक हैश फ़ंक्शन किसी भी लंबाई के मनमाने डेटा के किसी भी रूप को निश्चित आकार के आउटपुट के मानचित्रण के लिए जिम्मेदार है। यह एक क्रिप्टोग्राफिक फ़ंक्शन है और इसलिए क्रिप्टोग्राफी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है.

हैश फ़ंक्शन कुशल होते हैं और उनकी एक संपत्ति के लिए जाने जाते हैं, यानी, फ़ंक्शन को उलटा नहीं किया जा सकता है। यह एक तरह से कार्य है जो केवल इस तरह से काम करने के लिए बनाया गया है.

हाशिंग में कई उपयोग शामिल हैं

  • पासवर्ड सुरक्षा
  • फ़ाइल अखंडता जाँच और सत्यापन
  • cryptocurrency

मैसेज डायरेक्ट (MD), सिक्योर हैश फंक्शन (SHF), और RIPE मैसेज डायरेक्ट (RIPEMD) सहित कई हैश परिवार हैं।.

यदि आप SHA256 हैश एल्गोरिथ्म का उपयोग करते हैं और इनपुट के रूप में 101Blockchains पास करते हैं, तो आपको निम्न आउटपुट मिलेगा

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इसे योग करने के लिए, हैश कार्यों के प्रमुख गुणों में शामिल हैं:

  • नियतात्मक
  • पूर्व छवि प्रतिरोधी
  • कम्प्यूटेशनल रूप से दक्ष
  • इंजीनियर उलट नहीं किया जा सकता
  • टकराव प्रतिरोधी

यदि आप क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शंस के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो यहां विस्तृत लेख देखें:

मर्कल ट्रीज कैसे काम करते हैं?

अब जब हमें हाश कार्यों की कुछ हद तक अच्छी समझ है, तो अब मार्केल पेड़ों के बारे में अधिक जानने का समय है.

इसलिए, तकनीकी रूप से, मर्कल वृक्ष डेटा संरचना के पेड़ हैं जहां गैर-पत्ती नोड को अपने संबंधित बच्चे के नोड्स के हैश मान के रूप में परिभाषित किया गया है.

इसका मतलब यह भी है कि मर्कल ट्री उल्टा है जहां पत्ती के नोड सबसे कम नोड हैं.

मैं जो बताने की कोशिश कर रहा हूं, उसकी बेहतर समझ पाने के लिए, आइए मर्कल ट्री उदाहरण देखें:

मर्कले-वृक्ष

स्रोत: विकिपीडिया

मर्कल पेड़ों के मूल में, हमें तीन महत्वपूर्ण शब्द सीखने की जरूरत है। वे नीचे दिए गए हैं:

  • मर्कल रूट
  • पत्ता नोड्स
  • गैर-पत्ती नोड्स

अगर आप मर्कले के पेड़ को समग्र रूप से देखें, तो यह उल्टा पेड़ है। वृक्ष अपने आप में लेनदेन के पूरे सेट को संक्षेप में प्रस्तुत करने में सक्षम है। इसका मतलब यह है कि उपयोगकर्ता सत्यापित कर सकता है कि क्या लेनदेन ब्लॉक का हिस्सा है या नहीं.

मर्कल पेड़ों को काम करने के लिए हैशिंग का उपयोग किया जाता है। यह केवल नोड्स के हैशिंग जोड़े को बार-बार करता है जब तक कि केवल एक हैश मान न बचा हो। बाएं हैश मान के रूप में जाना जाता है मर्कल रूट या रूट हैश. व्यक्तिगत लेनदेन हैश का उपयोग करके पेड़ को नीचे से बनाया गया है। व्यक्तिगत लेनदेन हैश को लेनदेन आईडी के रूप में भी जाना जाता है.

लीफ नोड्स नोड्स होते हैं जिनमें ट्रांजेक्शनल डेटा हैश होता है। गैर-पत्ती नोड्स के मामले में, वे दो पिछले हैश के हैश को स्टोर करते हैं.

मर्कल पेड़ों की एक और महत्वपूर्ण संपत्ति यह है कि यह प्रकृति में द्विआधारी है। इसका मतलब है कि यह काम करता है के लिए भी पत्ती नोड्स की आवश्यकता है। यदि कोई विषम संख्या में पत्ती नोड्स है, तो यह केवल अंतिम हैश डुप्लिकेट करेगा और इसे भी बना देगा.

एक उदाहरण

आइए एक उदाहरण लेकर इसे समझने की कोशिश करें.

मर्कल-ट्री-उदाहरण

मर्कल ट्री उदाहरण

यहां, हम देखते हैं कि ब्लॉक में चार लेनदेन हुए हैं। इन लेन-देन को X, Y, Z और W नाम दिया गया है। लेन-देन तब हैशेड और फिर लीफ नोड्स में संग्रहीत होता है जिसे हम हैश एक्स, हैश वाई, हैश जेड और हैश डब्ल्यू के नाम से जानते हैं।.

एक बार हो जाने के बाद, हैश एक्स, वाई, जेड और डब्ल्यू के पत्तों के नोड्स को फिर से हैश किया जाता है और XY और ZW के संयुक्त हैश में बनाया जाता है। अंत में, इन दोनों हैश का उपयोग मर्कल रूट या रूट हैश बनाने के लिए किया जाता है.

हैशिंग की पूरी प्रक्रिया एक बहुत बड़े डेटा सेट पर की जा सकती है जो विकेंद्रीकृत नेटवर्क के मामले में मर्कल ट्रीज़ डेटा संरचना को उपयोगी बनाता है।.

जैसा कि हमने पहले चर्चा की, हैशिंग एल्गोरिदम का उपयोग कार्यान्वयन पर निर्भर करता है। हालाँकि, सबसे आम हैश फ़ंक्शन का उपयोग किया जाता है, जिसमें SHA-2 क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन शामिल है.

तो, लेन-देन को सत्यापित किया जा सकता है यदि पिछले लेनदेन सत्यापन योग्य हैं, हैश मूल्यों के लिए धन्यवाद.

डेटा इंटिग्रिटी के बारे में क्या?

मर्कल ट्री डेटा अखंडता के लिए आदर्श है। इसके अलावा, इसकी सत्यता को देखने के लिए पूरे लेनदेन से गुजरने की कोई जरूरत नहीं है। लेनदेन को ब्लॉक हेडर में संग्रहीत जानकारी के उपयोग से सत्यापित किया जा सकता है। पिछले लेन-देन के आधार पर मर्कल रूट मूल्य को भी बदल दिया जाता है.

इसका अर्थ यह भी है कि रूट मानों को अक्सर बदल दिया जाता है और लेनदेन को लगभग तुरंत सत्यापित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है.

ये सभी हैश-सूची के समान थोड़ा सा ध्वनि कर सकते हैं, हालांकि, यह सच नहीं है। हैश-सूची के लिए, आपको लेन-देन या डेटा सत्यापित करने के लिए पूरी सूची डाउनलोड करनी होगी.

मर्कल ट्री के मामले में, आप शाखा को डाउनलोड कर सकते हैं और फिर लेनदेन को सत्यापित करने के लिए इसका उपयोग कर सकते हैं.

लेनदेन को सत्यापित करने के लिए पूरे पेड़ को डाउनलोड करने की आवश्यकता नहीं है। इसका मतलब यह भी है कि पूरे पेड़ को छोटे डेटा ब्लॉक में विभाजित किया जा सकता है जिसका उपयोग पूरे नेटवर्क में लेनदेन को सत्यापित करने के लिए किया जा सकता है। अवधारणा के रूप में जाना जाता है मर्कले प्रमाण.

आप मर्कल ट्री पायथन की भी जांच कर सकते हैं – पायथन में मर्कल ट्री कार्यान्वयन लेख.

कैसे बिटकॉइन में मर्कल ट्रीज़ काम करते हैं

बिटकॉइन पहली क्रिप्टोक्यूरेंसी थी जिसने मर्कल के पेड़ों को प्रभावी ढंग से नियोजित किया था। यह सुनिश्चित करने के लिए कि हैश मान सुरक्षित हैं और आसानी से उलट नहीं जा सकते, यह प्रसिद्ध सिक्योर हैशिंग एल्गोरिथ्म SHA-256 का उपयोग करता है। इसका अर्थ यह भी है कि हैश वैल्यू आउटपुट 256 बिट लंबा है। मूल में, मर्कले पेड़ों का उपयोग डेटा को स्टोर करने के लिए किया जाता है और लेन-देन भी.

यह भी पढ़ें, ब्लॉकचेन के साथ शुरुआत कैसे करें

बिटकॉइन में, प्रत्येक ब्लॉक हैश मानों का उपयोग करके पिछले ब्लॉकों से जुड़ा होता है। इस तरह से पूरे ब्लॉकचेन का निर्माण होता है। एक ब्लॉक में, ब्लॉक हेडर होते हैं जिनमें महत्वपूर्ण जानकारी होती है जैसे:

  • मर्कले जड़ हश
  • ब्लॉक संस्करण संख्या
  • समय-चिह्न
  • अस्थायी रूप से
  • खनन कठिनाई लक्ष्य
  • पिछला ब्लॉक हैश

बेहतर समझ पाने के लिए, नीचे दिए गए आरेख पर एक नज़र डालते हैं। से लिया गया है बिटकॉइन व्हाइटपर अपने आप.

मर्कल-ट्री-इन-बिटकॉइन

कैप्शन: बिटकॉइन में मर्कले के पेड़

जैसा कि आप देख सकते हैं, लेन-देन को ब्लॉक में शामिल करने के लिए इसकी आवश्यकता होती है। एक बार हो जाने पर, यह हैशेड हो जाता है और मर्कल ट्री का हिस्सा बन जाता है.

इस तरह, मर्कल ट्रीज़ के उपयोग से कई लाभ हो सकते हैं। इसमें एक उल्लेखनीय लाभ, अर्थात्, सरल भुगतान सत्यापन (SPV) शामिल है। ये SVP नोड्स हैं जिन्हें हल्के ग्राहक भी कहा जा सकता है। तो आखिर वे करते क्या हैं? वे केवल सबसे लंबी चेन ब्लॉक हेडर डाउनलोड करते हैं और इसलिए पूरे ब्लॉकचेन को डाउनलोड नहीं करना पड़ता है। इन सभी को करने के लिए, उन्हें यह सत्यापित करने की आवश्यकता है कि क्या यह सबसे लंबी श्रृंखला के लिए संग्रहीत ब्लॉक हेडर है। इस तरह से बिटकॉइन में मर्कल ट्री कार्यान्वयन किया जाता है.

अंत में, एक एसपीवी मानचित्र के मर्कल प्रूफ का उपयोग कर सकता है और मर्कल ट्री रूट की मदद से लेनदेन को सत्यापित कर सकता है।.

इथेरेम में मर्कल ट्री का उपयोग कैसे किया जाता है

एथेरियम ब्लॉकचेन भी मर्कल पेड़ों का उपयोग करता है। हालाँकि, यहाँ का दृष्टिकोण इस बात से भिन्न है कि बिटकॉइन ने इसका उपयोग कैसे किया। इथेरियम में, मर्कल पेट्रीसिया ट्री का उपयोग किया जाता है जो मर्कल ट्री का एक जटिल संस्करण है। यह संभव है क्योंकि एथेरियम ट्यूरिंग-पूर्ण है.

यदि आप एथेरेम में मर्कल के पेड़ कैसे काम करते हैं, इसके बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो विस्तृत पोस्ट देखें यहां.

अन्य मर्कले ट्री कार्यान्वयन: मामलों का उपयोग करें

बेशक, वहाँ अन्य मर्कले पेड़ों को लागू किया गया है। सबसे लोकप्रिय लोगों में से एक Git है – एक वितरित संस्करण नियंत्रण प्रणाली। इसका उपयोग दुनिया भर के प्रोग्रामर अपनी परियोजनाओं के प्रबंधन के लिए करते हैं.

एक और उपयोगी कार्यान्वयन देखा जाता है इंटरप्लेनेटरी फाइल सिस्टम – एक सहकर्मी से सहकर्मी वितरित प्रोटोकॉल। यह ओपन-सोर्स भी है और कंप्यूटिंग डिवाइस को एक सर्वव्यापी फ़ाइल सिस्टम से जुड़ने और उपयोग करने में सक्षम बनाता है.

यहां तक ​​कि प्रमाणपत्र प्राधिकारी अपने लाभ के लिए मर्कल पेड़ों का उपयोग करते हैं। वे इसका उपयोग तंत्र में सत्यापन प्रमाणपत्र पारदर्शिता लॉग बनाने के लिए करते हैं। लॉग बड़ा होने के कारण, मर्कले के पेड़ बहुत अधिक समय और प्रयास को बर्बाद किए बिना कंप्यूटर को सत्यापित करने में सक्षम बनाते हैं.

अंतिम उपयोग-केस जिसके बारे में हम चर्चा करने जा रहे हैं वह है डेटाबेस सिस्टम जैसे कि Amazon DynamoDB और Apache Cassandra। ये नो-एसक्यूएल वितरित डेटाबेस डेटा प्रतिकृति प्रक्रिया के दौरान मर्कल पेड़ों का उपयोग कर विसंगतियों पर नियंत्रण रखते हैं। यदि कोई समस्या है, तो यह एंटी-एन्ट्रॉपी मरम्मत प्रक्रिया का उपयोग करके डेटा को अपडेट या मरम्मत कर सकता है.

संक्षेप में, मर्कल पेड़ों के मामलों का उपयोग शामिल है

  • डेटा सिंक्रनाइज़ेशन
  • डेटा सत्यापन
  • संगति का सत्यापन

मर्कल ट्रीज से लाभ होता है

इस खंड में, हम मर्कले वृक्ष के लाभों पर एक त्वरित नज़र डालेंगे.

  • डेटा की अखंडता को मान्य करें: यह डेटा की अखंडता को मान्य करने के लिए प्रभावी रूप से उपयोग किया जा सकता है.
  • थोड़ा डिस्क स्थान लेता है: अन्य डेटा संरचनाओं की तुलना में मर्कल ट्री बहुत कम डिस्क स्थान लेता है.
  • नेटवर्क भर में छोटी जानकारी: सत्यापन के लिए मर्कले के पेड़ों को छोटी जानकारी में विभाजित किया जा सकता है.
  • कुशल सत्यापन: डेटा संरचना कुशल है और डेटा की अखंडता को सत्यापित करने के लिए केवल कुछ समय लेता है.

निष्कर्ष

मर्कल वृक्ष कंप्यूटर विज्ञान की महत्वपूर्ण अवधारणाओं में से एक है। यह कई उपयोग-मामलों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और क्रिप्टोक्यूरेंसी में इसके उपयोग ने एक क्रांतिकारी तकनीक को जन्म दिया है, – ब्लॉकचेन.

तो, आप मर्कल पेड़ों के बारे में क्या जानते हैं? नीचे टिप्पणी करें और हमें बताएं.

Mike Owergreen Administrator
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